способ строительства скважины

Формула изобретения

Способ строительства скважины, включающий бурение ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационной колонн, отличающийся тем, что при бурении направления производят циклическое бурение направления и шурфа под ведущую бурильную трубу шнеком с периодическим подъемом бурильного инструмента и выбросом выбуренного шлама, выбуренный шлам размещают в виде обваловки вокруг шурфа, для бурения используют шнек и бурильный инструмент диаметром 500 или 630 мм, в качестве труб направления используют трубы диаметром 377 или 426 мм, обсадную трубу направления в верхней части заглушают и снабжают патрубком, в нижней части снабжают циркуляционными отверстиями для прохождения цементного раствора, обсадную трубу размещают в стволе скважины так, что верхняя часть трубы остается над уровнем земли, при креплении обсадной трубы прокачивают цементный раствор до уровня обваловки, в качестве цементного раствора используют быстросхватывающийся цементный раствор, подбирают время схватывания цементного раствора соответствующим достижению при усадке уровня земли.

Описание изобретения к патенту

Известен способ строительства и эксплуатации скважины, согласно которому бурят ствол скважины с заданным направлением. Спускают и крепят несколько обсадных колонн, включая последнюю - "хвостовик". Спускают малогабаритную эксплуатационную колонну. Закачивают гидрозатвор. При этом первую обсадную колонну спускают, крепят крепящим узлом и изолируют близким к вязкопластичной массе гидрозатвором. Скважину углубляют. Закачивают гидрозатвор, получаемый из бурового раствора при добавлении вяжущих и нейтрализующих реагентов. Спускают следующую, по меньшей мере одну, обсадную колонну, крепят ее снизу крепящим узлом. Последнюю обсадную колонну, нижний конец которой перфорирован и оборудован фильтром, спускают выше водонефтяного контура и крепят крепящим узлом. В последнюю очередь спускают, предварительно закачав гидрозатвор, малогабаритную эксплуатационную колонну, оборудованную пакером с якорем и фильтром. Устанавливают пакер над продуктивным пластом и вызывают приток свабированием. Скважину эксплуатируют. Затем при необходимости консервируют и/или ликвидируют (Патент РФ № 2320849, опубл. 27.03.2008).

Наиболее близким к предложенному изобретению по технической сущности является способ строительства скважины малого диаметра, включающий бурение ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационных колонн. Первую часть ствола скважины - направление - бурят диаметром не более 300 мм, вторую часть -кондуктор - бурят диаметром не более 220 мм, третью часть бурят диаметром не более 160 мм. В качестве бурового раствора при бурении направления используют глинистый раствор плотностью 1,12-1,20 кг/м³, при бурении кондуктора и основного ствола - техническую воду плотностью 1,00-1,09 кг/м³. Расход технической воды задают превышающими поглощение технической воды зонами поглощений. Вскрытие продуктивного интервала ведут с использованием технической воды с добавкой смеси поверхностно-активных веществ марки МЛ-81Б в количестве 1-3%. После бурения ствол скважины от забоя до устья или, при наличии зоны поглощения, до зоны поглощения заполняют глинистым раствором плотностью 1,12-1,20 кг/м³. Проводят каротажные исследования. Спускают компоновку для бурения, прокачивают техническую воду и вращающимся долотом проходят 2-4 раза интервал продуктивного пласта со скоростью 20-30 м/час. В качестве эксплуатационной колонны используют колонну с наружным диаметром, обеспечивающим толщину стенки цементного кольца не менее 16 мм (Патент РФ № 2393320, опубл. 27.06.2010 - прототип).

Общим недостатком известных способов является длительность цикла строительства и большие затраты при строительстве скважины.

В предложенном изобретении решается задача сокращения сроков строительства и затрат при строительстве скважины.

Задача решается тем, что в способе строительства скважины, включающем бурение ствола скважины, спуск и крепление обсадных и эксплуатационной колонн, согласно изобретению при бурении под направление производят циклическое бурение шурфа шнеком с периодическим подъемом бурильного инструмента и выбросом выбуренного шлама, выбуренный шлам размещают в виде обваловки вокруг шурфа, для бурения используют шнек и бурильный инструмент диаметром 500 или 630 мм, в качестве труб направления используют трубы диаметром 377 или 426 мм, обсадную трубу направления в верхней части заглушают и снабжают монтажными петлями и патрубком с краном, в нижней части снабжают циркуляционными отверстиями для прохождения цементного раствора, обсадную трубу размещают в стволе скважины так, что верхняя часть трубы остается над уровнем земли, при креплении обсадной трубы прокачивают цементный раствор до уровня обваловки, в качестве цементного раствора используют быстросхватывающийся цементный раствор, подбирают время схватывания цементного раствора соответствующим достижению при усадке уровня земли.

Сущность изобретения

Строительство скважины сопровождается большой длительностью строительства и высокой стоимостью работ. Данное предложение направлено на сокращение сроков строительства и затрат при строительстве скважины. Поставленная задача решается тем, что при бурении направления вместо бурового оборудования используют оборудование для земляных работ типа шнекобура.

Как известно направление - самая первая колонна обсадных труб или одна обсадная труба при строительстве скважин, предназначенная для закрепления приустьевой части скважин от размыва буровой промывочной жидкостью и обрушения. Направление, как правило, одно. Однако могут быть случаи крепления скважин двумя направлениями. Обычно направление спускают в заблаговременно подготовленный шурф или скважину и цементируют на всю длину.

Крепление - спуск колонны обсадных труб или одной обсадной трубы при строительстве скважины в заблаговременно подготовленный шурф или скважину и цементирование на всю длину. Цементирование шурфа под ведущую бурильную трубу не производится.

На скважине бурят направление и шурф под ведущую бурильную трубу. Глубину бурения и крепления направления подбирают в зависимости от глубины залегания рыхлых неустойчивых пород Четвертичных отложений и принимают 10-20 м.

Глубину бурения и крепления шурфа под ведущую бурильную трубу подбирают в зависимости от типа буровой установки, длины ведущей бурильной трубы и высоты подроторного основания.

Диаметр бурения и крепления направления подбирают в зависимости от стандартной конструкции скважины. Предусматривают запасной диаметр для обеспечения возможности расширения и крепления ствола скважины вторым направлением при возникновении осложнений горно-геологического характера, не позволяющих производить дальнейшее бурение под кондуктор. Этим условиям отвечает то, что для бурения используют шнек и бурильный инструмент диаметром 500 или 630 мм, в качестве труб направления используют трубы диаметром 377 или 426 мм.

Диаметр бурения и крепления шурфа под ведущую бурильную трубу подбирают в зависимости от диаметра ведущей бурильной трубы.

Угол наклона бурения и крепления шурфа под ведущую бурильную трубу подбирают в зависимости от типа буровой установки.

На точке бурения под направление производят установку бурильной самоходной машины, проверяют центровку, устанавливают нулевой угол наклона мачты.

Производят циклическое бурение направления бурильным инструментом со шнеком (шнекобуром), диаметром, обеспечивающим спуск подготовленной обсадной трубы на глубину, обеспечивающую перекрытие залегания рыхлых неустойчивых пород Четвертичных отложений (до 20 м) с периодическим подъемом бурильного инструмента и выбросом выбуренного шлама. Выбуренный шлам размещают в виде обваловки вокруг направления по окружности диаметром от 1 до 5 м. Высоту обваловки поддерживают в пределах 0,4-0,8 м.

В процессе бурения периодически, через каждые 2 м, проверяют нулевой угол наклона мачты.

Низ обсадной трубы под направление оборудуют с помощью режущего инструмента или сварки циркуляционными отверстиями для проведения цементировочных работ. Верх обсадной трубы 1 (см. фиг.1) снабжают заглушкой 2 с патрубком 3, к которому подсоединяют подвод цементного раствора от цементировочного агрегата. Подвод снабжают краном (не показан).

С помощью грузоподъемного оборудования обсадную трубу под направление спускают в скважину с разгрузкой веса трубы на забой скважины. Обсадную трубу размещают в стволе скважины так, что верхняя часть трубы остается над уровнем земли.

При бурении под направление более 10 м производят подготовку дополнительной обсадной трубы необходимой длины из резерва, привезенного на скважину. В этом случае циркуляционные отверстия в основной обсадной трубе не выполняют, а их переносят на нижний конец дополнительной обсадной трубы.

Дополнительную обсадную трубу с помощью грузоподъемного оборудования спускают в скважину и закрепляют на устье. Основную обсадную трубу поднимают с помощью грузоподъемного оборудования, стыкуют с дополнительной обсадной трубой с контролем вертикальности по уровнемеру и сваркой соединяют с дополнительной обсадной трубой. Обсадную трубу размещают в стволе скважины так, что верхняя часть трубы остается над уровнем земли.

На устье скважины с помощью центрирующих элементов производят центровку обсадной трубы под направление с контролем вертикальности.

На площадке производят расстановку и обвязку цементировочной техники. После проведения подготовительных работ производят затворение, закачку и продавливание цементного раствора через патрубок 3 обсадной трубы с выходом цементного раствора в заколонное пространство. Прокачивают цементный раствор до уровня обваловки. В качестве цементного раствора используют быстросхватывающийся цементный раствор. В таких условиях неизбежно происходит снижение уровня цементного раствора за счет, в основном, утечек в грунт. Подбирают время схватывания цементного раствора соответствующим достижению при усадке уровня земли.

После остановки процесса продавки цементного раствора закрывают кран, скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента. Производят демонтаж цементировочной техники. После переезда бригады бурения в процессе проведения подготовительных работ с применением сварочного агрегата производят срезку 0,5 м верхней части обсадной трубы направления. Срезанную часть используют при строительстве следующих скважин.

Далее через направление производят бурение кондуктора, сборку и спуск колонны обсадных труб и ее крепление цементным раствором, через кондуктор производят бурение основного ствола скважины, сборку и спуск эксплуатационной колонны и ее крепление цементным раствором. Проводят перфорацию эксплуатационной колонны в интервале продуктивного пласта, вызывают приток нефти, спускают глубинно насосное оборудование и запускают скважину в эксплуатацию. Примеры конкретного выполнения

Пример 1. Строят нефтедобывающую скважину глубиной 2000 м.

Бурение и крепление направления производят глубиной 20 м для проходки рыхлых неустойчивых пород Четвертичных отложений.

Для бурения направления используют шнек и бурильный инструмент диаметром 630 мм, в качестве труб направления используют трубы диаметром 426 мм. Выбуренный шлам размещают в виде обваловки вокруг направления по окружности диаметром от 1 до 5 метров. Высоту обваловки поддерживают в пределах 0,4-0,8 м.

При бурении под направление производят подготовку дополнительной обсадной трубы длиной 10 м из резерва, привезенного на скважину. Низ обсадной трубы под направление оборудуют с помощью режущего инструмента четырьмя циркуляционными отверстиями диаметром 70 мм для проведения цементировочных работ.

Дополнительную обсадную трубу с помощью грузоподъемного оборудования спускают в скважину и закрепляют на устье.

Основную обсадную трубу длиной 10 м в верхней части заглушают и снабжают монтажными петлями и патрубком с краном, поднимают с помощью грузоподъемного оборудования и стыкуют сварочными работами с дополнительной обсадной трубой с контролем вертикальности по уровнемеру.

С помощью грузоподъемного оборудования обсадную трубу под направление спускают в скважину с разгрузкой веса трубы на забой скважины.

На устье скважины с помощью центрирующих элементов производят центровку обсадной трубы под направление с контролем вертикальности по уровнемеру.

На площадке производят расстановку и обвязку цементировочной техники. После проведения подготовительных работ производят затворение, закачку и продавливание цементного раствора через патрубок с краном в основную обсадную трубу и далее через дополнительную обсадную трубу и циркуляционные отверстия в заколонное пространство. Прокачивают цементный раствор до уровня обваловки 0,4 м. В качестве цементного раствора используют быстросхватывающийся цементный раствор со сроком схватывания порядка 60 мин. Ускорение схватывания достигают добавкой в раствор хлорида кальция в количестве 2% от объема раствора. Подбирают время схватывания цементного раствора соответствующим достижению при усадке уровня земли.

После остановки процесса продавки закрывают кран, скважину оставляют на ожидание затвердевания цемента. Производят демонтаж цементировочной техники.

После переезда бригады бурения в процессе проведения подготовительных работ с применением сварочного агрегата производят срезку верхней части на высоту 0,5 м трубы основной обсадной трубы направления. Срезанную часть используют при строительстве следующих скважин.

Далее через направление производят бурение кондуктора, сборку и спуск колонны обсадных труб и ее крепление цементным раствором, через кондуктор производят бурение основного ствола скважины, сборку и спуск эксплуатационной колонны и ее крепление цементным раствором. Проводят перфорацию эксплуатационной колонны в интервале продуктивного пласта, вызывают приток нефти, спускают глубинно насосное оборудование и запускают скважину в эксплуатацию,

По окончании строительства скважины в процессе проведения демонтажных работ производят извлечение обсадной трубы из шурфа под ведущую бурильную трубу, шурф засыпают. Извлеченную обсадную трубу используют при строительстве следующих скважин.

Пример 2. Выполняют как пример 1. Для бурения используют шнек и бурильный инструмент диаметром 500 мм, в качестве труб направления используют трубы диаметром 377 мм.

Стоимость строительства направления и шурфа предложенным способом составляет порядка 130 тыс. рублей на скважину, стоимость строительства направления и шурфа традиционным способом буровой бригадой и буровым станком составляет порядка 700 тыс. рублей на скважину, т.е. применение предложенного способа позволяет снизить стоимость работ на 570 тыс. рублей на скважину. Продолжительность строительства направления и шурфа предложенным способом составляет порядка 220 час. на скважину, стоимость строительства направления и шурфа традиционным способом буровой бригадой и буровым станком составляет порядка 390 час. на скважину, т.е. применение предложенного способа позволяет сократить продолжительность работ на 170 час. на скважину.

Применение предложенного способа позволит решить задачу сокращения сроков строительства и затрат при строительстве скважины.